Модернизация хлорно-кобальтового цеха. диплом новый. Модернизация оборудова ния на примере хлорнокобальтового цеха. Выпускная квалификационная ра бота состоит из 86 с., использовано 12 источников литературы
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
Аннотация Выпускная квалификационная работа. Тема: «Модернизация оборудова- ния на примере хлорно-кобальтового цеха». Выпускная квалификационная ра- бота состоит из 86 с., использовано 12 источников литературы. Ключевые слова: модернизация, оборудование, галтовочный барабан, железокобальтовая пульпа, электропривод, частотный преобразователь. Объект исследования – хлорно-кобальтовый цех. Предмет исследования – модернизация галтовочного барабана. Основной целью является модернизация оборудования хлорно-кобаль- тового цеха. Достижение цели осуществлялось путем замены спиц барабана на бронь стали 45. Практическая значимость модернизации даст большой экономический эффект, сопровождаемый уменьшением веса конструкции, высокой износо- стойкости, уменьшения расхода электроэнергии и трудозатрат, сокращается число капитальных ремонтов. ВКР состоит из содержания, введения, пяти разделов, заключения, спи- сок использованной литературы. Во введении обозначается актуальность проекта, намечается цель и за- дачи, объект и предмет, определяются методология, научная актуальность и новизна, его практическая значимость. В первой главе приводится описание технологического процесса хлорно-кобальтового цеха. Во второй главе раскрываются вопросы модернизации галтовочного ба- рабана ОБ - 900 путем замены спиц барабана на бронь стали 45. Произведён кинематический расчёт и выполнен расчёт основных параметров галтовочного барабана. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Разраб. Тапсультанов Провер. . Реценз. Н. Контр. Утверд. Модернизация оборудования на примере хлорно-кобальтового цеха Лит. Листов 88 ЗРУ, ММиО Также провели расчёт поликлиновой передачи, определили допускае- мые контактные напряжения, а также допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса. Кроме этого, произвели расчёт закрытой передачи, его контактных напряжений и проверку зубьев на изгиб. Далее выбрали муфту упругой втулочно-пальцевой в зависимости от диаметров соединяемых валов, расчётного передаваемого крутящего момента и максимально допустимой частоты вращения вала. В разделе надежность, ремонт, монтаж и смазка разработана схема стро- повки для монтажа деталей галтовочного барабана. Расчет канатных стропов произведён так же, как и стальных канатов на растяжение, исходя из требуе- мого запаса прочности. В электрическом разделе описана схема запуска привода галтовочного барабана. Схема управления приводом состоит из общей части и части управ- ления частотного преобразователя. В разделе Безопасность жизнедеятельности описаны вредные производ- ственные факторы, такие как шум, вращающиеся и движущие части оборудо- вания, производственная пыль. В организационно-экономическом разделе рассчитаны технико-эконо- мические показатели. Подсчитан экономический эффект от внедрения модер- низации, а также произведен расчет численности основных рабочих и фонд оплаты труда. В Заключении делаются выводы по модернизации оборудования и дела- ются выводы о её эффективности, указывается на их тесную связь между со- бой и со всем предшествующим модернизации оборудования. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 5 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Содержание Введение ............................................................................................................... 8 1 Общий раздел. Описание технологического процесса ................................. 10 1.1 Описание технологического процесса хлорно-кобальтового цеха ........... 10 1.2 Характеристика основного оборудования ГМУ ......................................... 12 2 Специальный раздел. Модернизация галтовочного барабана ...................... 21 2.1 Устройство и принцип работы галтовочного барабана ............................. 21 2.2 Модернизация галтовочного барабана ........................................................ 22 2.3 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт ................................... 22 2.4 Проектный расчёт поликлиновой передачи................................................ 27 2.5 Проверочный расчёт поликлиновой передачи ........................................... 32 2.6 Определение допускаемых контактных напряжений................................. 33 2.7 Определение допускаемых напряжений изгиба ......................................... 36 2.8 Проектный расчёт закрытой передачи ........................................................ 38 2.9 Проверочный расчёт по контактным напряжениям ................................... 42 2.10 Проверка зубьев передачи на изгиб .......................................................... 43 2.11 Выбор муфты на выходном валу привода ................................................ 45 3 Надёжность, ремонт, монтаж и смазка. Организация технического ............ 48 обслуживания и ремонта галтовочного барабана ............................................ 48 3.1 Организация технического обслуживания галтовочного барабана........... 48 3.2 Организация ремонта ................................................................................... 49 3.3 Предложения по повышению срока службы узлов и деталей ................... 51 3.4 Расчёт стропов .............................................................................................. 52 4 Электрификация и автоматизация электропривода галтовочного ............... 60 барабана .............................................................................................................. 60 4.1 Контроль, управление и метрологическое обеспечение ............................ 60 технологического процесса ............................................................................... 60 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Разраб. Тапсультанов Провер. Реценз. Н. Контр. Утверд. Модернизация оборудования на примере хлорно-кобальтового цеха Лит. Листов 88 ЗРУ, ММиО 4.2 Описание принципиальной схемы запуска привода галтовочного ........... 61 барабана .............................................................................................................. 61 4.3 Описание схемы частотного преобразователя и управление им ............... 62 5 Экономика и организация производства........................................................ 66 5.1 Расчёт трудоёмкости ремонта...................................................................... 66 5.2 Расчёт средств на оплату труда ................................................................... 70 5.3 Расчёт сметы на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудования ...... 73 6 Безопасность жизнедеятельности ................................................................... 77 6.1 Анализ условий труда на плавильном участке в цехе ................................ 77 хлорно-кобальтового цеха ................................................................................. 77 6.2 Характеристика опасных и вредных факторов. Средства защиты. Наличие механических вращающихся и движущихся частей ........................................ 77 6.3 Электробезопасность ................................................................................... 81 6.4 Пожарная безопасность ............................................................................... 84 Заключение ......................................................................................................... 87 Список использованных источников ................................................................ 88 Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 7 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Введение Для современной металлургии, как, впрочем, и для всей тяжелой про- мышленности, характерно увеличение мощности и производительности ма- шин из-за роста потребности мирового рынка в качественной и не дорогой продукции металлов и сплавов. Перед цветной металлургией поставлены большие задачи по дальнейшему улучшению использования производствен- ных мощностей, интенсификации технологических процессов и повышению производительности труда. Металлургия, как отрасль, характеризуется множеством технологических процессов, видов и типоразмеров технологического оборудования, в составе которого ежегодно возрастает доля современных агрегатов, машин и аппара- тов большой единичной мощности. Крупными металлургическими предприятиями страны предусмотрено дальнейшее развитие цветной металлургии: увеличение производства меди, алюминия, никеля и кобальта, наращивание производства свинца, цинка, ти- тана, магния и др. Предполагается дальнейшее совершенствование технологии добычи и переработки руд и концентратов, внедрение способов комплексного использования минерального сырья; освоение и внедрение автогенных, гидро- металлургических и других эффективных процессов и агрегатов большой еди- ничной мощности. Прирост производства должен быть достигнут главным об- разом за счет повышения производительности труда. Цветная металлургия России - одна из ведущих отраслей промышленно- сти, определяющих темпы развития и технический прогресс народного хозяй- ства. В настоящее время из минерального сырья, перерабатываемого предпри- ятиями, извлекается до 2/3 элементов, представленных в периодической си- стеме элементов Д. И. Менделеева. Руды цветных и редких металлов имеют низкое содержание ценных компонентов. Отсюда ясно, что в процессе произ- водства цветных металлов добывают и перерабатывают значительный объем горной массы, что требует больших затрат труда и материальных средств. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ При современном техническом уровне обогащения рудного сырья и боль- ших объемах производства стала рентабельной добыча и переработка сравни- тельно бедных руд сложного состава, содержащих два и более металла. Многообразие технологических процессов и операций, особенно на ме- таллургических заводах, где производство почти каждого металла осуществ- ляется по специфической технологии, обусловливает применение многочис- ленного и разнообразного технологического оборудования: печей, машин, ап- паратов и механизмов. На предприятиях отрасли насчитывается свыше 400 ви- дов и несколько тысяч типоразмеров механического и технологического обо- рудования, различного по сроку службы и конструктивному исполнению. Правильная организация эксплуатации и планово-предупредительных ре- монтов, строгое, качественное выполнение правил технической эксплуатации и ремонтов обеспечивают возможность повышения коэффициента использо- вания оборудования и эффективность производства. Модернизация оборудования является одним из основных резервов про- изводства, его интенсификации и повышения производительности труда. Об- новление оборудования осуществляется двумя путями: заменой физически и морально изношенных машин и оборудования и совершенствованием машин и механизмов, действующих в ходе ремонтов (ремонтная модернизация). Так в данном дипломном проекте представлена модернизация оборудова- ния хлорно-кобальтового цеха плавильного отделения галтовочного барабана. Модернизация заключается в замене рабочего органа галтовочного барабана путём замены спиц барабана на бронь стали 45. Данная модернизация повысит износостойкость барабана, уменьшит вес конструкции и сократит число капи- тальных ремонтов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ 1 Общий раздел. Описание технологического процесса 1.1 Описание технологического процесса хлорно-кобальтового цеха Хлорно-кобальтовый цех (ХКЦ) предназначен для переработки железо- кобальтовой пульпы, поступающей из цеха электролиза никеля, и получения огневого кобальта. ХКЦ состоит из трех основных технологических участков: - гидрометаллургический участок (ГМУ); - участок производства хлора (УПХ); - плавильный участок (ПУ). Прослеживая движение никелевого концентрата и наблюдая за увеличе- нием в нем количества никеля, обратить внимания на то, что кобальта в нем было ничтожно мало. Но он - был. Его и в природе значительно меньше, чем основных металлов, которые добывает компания. Поэтому к кобальту - особое внимание. Кобальт находится в железокобальтовой пульпе. Она образуется в цехе электролиза никеля при очистке никелевого анолита от железа и кобальта. Рас- творяют кобальт и никель из железокобальтовой пульпы серной кислотой в присутствии бисульфита натрия в пачуках. Но чтобы получить чистый гидрооксид кобальта, раствор необходимо очистить от примесей (рисунок 1.1). Для чего, в первую очередь, добавлением соды очищают раствор от железа. Оно выделяется в виде основного сульфата. Отфильтрованный железистый кек является отвальным продуктом. Теперь нужно избавиться от меди. Это возможно сделать с помощью той же соды. Осадок направляется на восстановление-растворение пульпы, а рас- твор - на осаждение первого гидрооксида кобальта. Оно осуществляется в не- сколько стадий хлором и раствором соды. И здесь процесс классический: он призван разделить никель и кобальт. Кобальт осаждается, а никель остается в растворе. Но никель в растворе нам не нужен. Его осаждают содой в виде карбоната никеля и направляют по новому кругу в цех электролиза никеля. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Рисунок 1.1. Технологическая схема получения огненного кобальта Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Гидроксид кобальта идет на повторное восстановление, растворение, очистку от меди, марганца, осаждение второго гидроксида кобальта. Теперь гидроксид кобальта в составе, %: 31,5 Со; 0,25 Ni; 0,03 Fe -подвер- гается прокалке при температуре 950-1000 °С на факельно-вращающихся пе- чах (ФВП) и восстановительной плавке на печах Грамолина. После чего слитки огненного кобальта подвергаются галтовке на галто- вочном барабане ОБ – 900. 1.2 Характеристика основного оборудования ГМУ 1.2.1 Пачук Пачук представляет собой металлическую емкость диаметром 3,4 м, вы- сотой 6 м со специальным покрытием. Объем пачука 40 м 3 . В технологиче- ских процессах пачук используется как реакционная емкость и емкость- нако- питель. В зависимости от назначения пачука изменяется схема его оснащения. Для перемешивания пульпы используют циркуляцию пульп или раство- ров с помощью насоса, а также воздух, подаваемый в пачук по титановой трубе диаметром 50 мм и заглубленной в пачук на 5 метров. Нагрев пульпы осу- ществляют острым паром, который подают в пачук по титановой трубе, за- глубленной на 4,5 метра. Пульпу, растворы и реагенты подают в пачук по ти- тановым трубопроводам через отверстия в крышке пачука или по стоякам - реакторам в глубь объема. Для удаления из пачука газовоздушной смеси на его крышке устанавли- вают или титановую вытяжку вентилятором через пенные аппараты или вер- тикальную титановую шахту с паровым инжектором. 1.2.2 Свечевой напорный фильтр Свечевой напорный фильтр предназначен для фильтрации горячих пульп. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Основные параметры: поверхность фильтрации - 40 м 2 ; фильтрующих элементов- свечей - 56 шт.; рабочее давление - 294199,5 Па (3 кГс/см 2 ); температура пульп при фильтрации - 80 град С; внутренний объем сосуда - 5,740 м 3 Фильтр представляет собой сварной вертикальный сосуд, состоящий из корпуса с отъемными крышкой и днищем. Внутри корпуса в нижней его части проведен сборный коллектор, на который установлены съемные пакеты свечей. Каждый пакет состоит из коллектора с приваренными стояками (свечи), на которые навиты титановые пружинные каркасы, поверх которых одевают чехлы из фильтровальных тканей. Верхние концы стояков стянуты траверсами для придания жесткости всей конструкции. Пакеты устанавливают, подвигая их по направляющим, приваренным внутри корпуса фильтра, и прижимают посредством затягивания гаек к отво- дам сборного коллектора. Для создания уплотнения в верхней части пакета за- креплена фасонная резиновая прокладка. Для контроля за чистотой фильтратов на отводах сборного коллектора установлены пробоотборники с вентилями. Раствор под давлением подают в корпус через штуцер в днище свечевого фильтра. Из-за разности давления во внутренних полостях свечей жидкая фаза передавливается через ткань в ка- налы и через коллектор выводится из аппарата. По мере увеличения толщины осажденного слоя производительность фильтра снижается. Когда толщина осадка достигает определенной величины, о чем свидетельствует возросшее давление - 294299,5 Па (3 кГс/см 2 ) и более, процесс фильтрации заканчивается. После окончания процесса фильтрации в свечевой фильтр через гре- бенку в нижний штуцер подают сжатый воздух и жидкость в аппарате интен- сивно перемешивается. В следствии этого осадок размывается. Полученную пульпу отводят через нижний штуцер, для чего закрывается подача воздуха снизу, и открывается вентиль подачи воздуха сверху свечевого фильтра для Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ выдавливания пульпы. После сбросов пульпы свечевой фильтр снова пуска- ется на фильтрацию. Свечевые фильтры фильтруют пульпу первой гидроокиси кобальта и второй тонкой железо-медеочистки, которые после фильтрации, перед репуль- пацией, промывают горячей водой для удаления воднорастворимых солей пульпы. Подачу и выпуск пульпы, фильтрата, воздуха и воды производят через соответствующие вентили гребенки свечевых фильтров. Нарушения, влияющие на ход технологического процесса: 1. Порыв ткани - попадание кека в фильтрат. 2. Забивка осадком межпакетного пространства - уменьшение произво- дительности передела за счет снижения поверхности фильтрации. 3. Неисправность запорной арматуры - возможно попадание пульпы в воздушную линию и затем по всему технологическому переделу, что вызывает нарушение технологии и ухудшение конечных продуктов каждого процесса. |